信息媒体的数字化、信息处理技术的不断创新以及国际互联网的普及为数字信息在世界范围内的迅速传递开辟了便捷的途径,然而,开放的网络环境和便捷的信息存取及处理技术也带来了许多数字产品知识产权的保护问题,并且使数字产品的安全性问题遭受威胁。数字水印技术作为传统密码学的一种有效的补充技术,涉及密码学、图像处理、隐秘通信等多个研究领域,近十年来得到了研究学者的广泛关注,成为了现代密码学的一个重要组成部分。数字水印技术按照嵌入到产品中的水印的鲁棒程度可以分为鲁棒性水印和脆弱性水印,其中,脆弱性水印对数据的修改非常敏感,能够判断数据是否修改并定位出修改位置,甚至还能恢复修改前的数据。脆弱性水印已经成为数字图像取证不可忽视的主要技术和手段,并得到了广泛地研究和应用。本论文针对半脆弱和脆弱水印进行了深入研究,主要完成了三部分工作：第一部分提出了一种抗JPEG压缩并能对图像中的篡改区域进行精确定位的彩色图像数字水印算法,该算法将一幅经过Arnold置乱的密钥图像与待嵌入水印的图像的DCT低频系数进行一定的数学运算来产生混沌初值,并将该初值代入Kent混沌映射中进行多次迭代生成水印信息。随后将水印信息依据待嵌入水印的图像的块编号关系嵌入到图像DCT中频系数中。实验表明,该算法具有较好的JPEG压缩鲁棒性,当JPEG压缩品质因数在35以上时,算法的虚警率为零,另外,该算法能够精确的定位出图像被篡改的区域。第二部分工作提出了一种新颖的具有篡改定位及篡改恢复能力的彩色图像脆弱水印算法。该算法将彩色图像的R、G、B三层图像的最低位和次低位都置零,以图像的8×8分块为单位,用每一块图像分块像素的高6位来进行块编码,生成具有关键位、细节位和认证位的水印信息,最后根据映射矩阵,通过图像块映射的方式,将水印信息存入对应的映射块中。实验表明,本算法在图像篡改范围达到50%的情况下,检测率依然能达到100%,而且当篡改范围在35%以下时,虚警率也在0.1以下,并且通过水印恢复和图像修补算法的结合,能够将图像比较完整和清晰的恢复出来。通过与同类算法的比较,本算法具有相对较高的检测率及较低的虚警率。论文的最后部分基于VC++实现了本论文提出的篡改恢复水印算法的软件界面,并设计了对应的软件界面,该数字水印系统的软件界面主要由数字水印嵌入和篡改图像恢复两个模块构成,达到了良好的交互效果。